3D스퀘어에서는 자주 소개했던 FFF 방식뿐 아니라 광경화성 레진을 사용하는 SLA방식 3D프린터 출력 서비스도 제공하고 있는데요. SLA방식은 FFF방식과 비교해 출력물 표면이 매끄럽고 정밀도가 우수하다는 장점이 있습니다. 복잡한 구조도 정교하게 구현할 수 있어 실물모형을 만들거나 테스트용 시제품을 소량 제작할 때 자주 사용되죠. 


최근 신도리코 3D스퀘어는 자동차 엔진 모형을 만들고 싶다는 의뢰를 받았습니다. 자동차 매장에서 차량을 구입하는 고객에게 엔진 모형 증정품을 제공하고 싶다는 사연이었죠. 이에 3D스퀘어는 복잡한 엔진 구조를 최대한 완벽히 구현하기 위해 SLA 출력 방식을 사용하기로 했습니다. 


STEP 1. 3D 모델링 


찾아보니 무료로 제공되는 자동차 엔진 3D 모델링 파일은 많았지만 디테일이 다소 떨어지는 편이었습니다. 그래서 3D스퀘어는 복잡한 엔진 구조를 정확히 표현할 수 있는 3D모델링 파일을 새로 디자인하기로 결정했습니다.  


먼저 기본 틀을 잡아야 하는데요. 인터넷에서 찾은 V형 12기통 엔진 이미지를 참고해 기본 디자인을 잡고 솔리드웍스 소프트웨어로 세부 디자인을 진행했습니다. 



자동차 엔진은 크게 엔진 블록, 엔진 헤드로 나눌 수 있는데요. 두 부분을 중심으로 상단의 엔진 커버, 양쪽에 각종 오일류 파이프와 엔진 흡기부 그리고 전면부의 풀리와 벨트류들이 부착되어 있습니다. 출력물은 일반 스마트폰의 절반 정도 되는 크기(5x7x8cm)로 작은 편이지만 부품을 최대한 많이 부착해 리얼한 엔진을 연출하고자 했습니다. 


이번 모형은 앞서 설명한 것처럼 광경화성 레진으로 출력하기 때문에 속이 비어있는 셸(Shell) 모델로 설계했는데요. 레진을 많이 사용하지 않으면서도 적당한 강도를 가질 수 있도록 셸(Shell)의 두께는 2~3mm로 설정했습니다. 그리고 상단부 엔진 커버는 편의를 위해 따로 출력한 뒤 조립하는 방식을 선택했죠. 


STEP 2. 오류 수정 및 슬라이싱 


3D모델링이 끝난 파일은 매직스 소프트웨어를 활용해 오류를 체크했습니다. 이후 매직스의 서포트 모듈로 서포트를 디자인했죠. 보통은 서포트 자동 생성 기능을 활용하지만 3D스퀘어는 수동으로 디자인해 레진의 양을 줄이고 최적화된 출력을 할 수 있도록 하고 있습니다. 이렇게 서포트 작성까지 끝난 뒤에는 출력하기 좋게 슬라이싱까지 마쳤습니다. 


STEP 3. SLA 출력  


이제SLA방식의 3D프린터로 출력할 차례입니다. 이번 모형은 흰색 빛을 띄는 ABS-like 레진 소재를 사용했으며 출력시간은 약 3시간 30분이 소요됐습니다. 



STEP 4. 후가공, 세척 및 경화 


천천히 모습을 드러낸 미니 자동차 엔진! 이제 후가공 단계만 거치면 되는데요. 일반적으로 SLA 방식으로 출력할 경우 표면에 묻은 레진을 세척한 뒤 자외선 경화기로 단단하게 굳혀야 완성됩니다. 이번 출력물 역시 알코올로 세척해 잔여 레진을 완벽히 제거하고 불필요한 서포트를 제거한 뒤 10분간 자외선 경화기에 돌려 완성했습니다. 


STEP 5. 제작 완료  


SLA방식 3D프린터로 제작한 만큼 매끄럽고 깔끔하게 출력된 모습입니다. 출력물 위에 부품으로 만들었던 엔진 커버를 접착제로 붙여 완성했는데요. 고객은 결과물이 매끄럽고 정교하다며 만족스러운 미소를 지었습니다. 



3D 프린팅은 이번처럼 이벤트용 제품을 소량 제작할 때 유용하게 사용됩니다. 금속으로 제작하는 것보다 훨씬 저렴하고 손쉽게 모양을 수정할 수 있다는 것 역시 큰 장점이죠. 고객 또는 지인에게 특별한 선물을 주고 싶다면 3D프린터 출력에 도전해보시길 바랍니다. 지금까지 신도리코였습니다. 


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